vanadium

Vanadium (V) – D. İ. Mendeleyevin elementlərin dövri sistemində 23-cü element. Paslanmayan polad istehsalında əhəmiyyətli bir qatqı maddəsidir. Polad səthlərinin titan örtülməsi əməliyyatında da, bağlayıcı element olaraq istifadə edilir. Vanadium pentoksit tərkibli, keramika istehsalında katalizator və boya sabitləşdirici olaraq istifadə edilir. Bundan əlavə, süperiletken maqnitlərin istehsalında, çox dayanıqlı və uzun ömürlü ərintiləri əldə etməkdən ötəri də istifadə edilir. Yer qabığında vanadium 1,5·10–2% (kütlə ilə) miqdarındadır. Bitkilər onu torpaqdan udur. Bitkilərdə vanadiumun miqdarı orta hesabla 0,001% (kütlə ilə) təşkil edir. Vanadium hüceyrədə maddələr mübadiləsində iştirak edir. Vanadiumun "yığıcılarından" biri hamıya yaxşı tanış olan zəhərli solğun poqanka göbələyidir.

Vanadium (III) oksid- kimyəvi formulu V2O3 olan vanadium və oksigenin ikili birləşməsidi. Vanadium (III) oksid – parlaq qara kristallardı. İki kristal modifikasiyada mövcuddur: 105 °C-də, α-forması β-formasına (ΔH ° keçidi 1.8 kJ / mol) çevrilir və faza keçidi yaşanır. Antiferromaqnit α formasıdır. Suda həll olunmur. Vanadiy (V) oksidin karbon (II) oksid, hidrogen, kükürd və s. ilə reduksiya edilməsi nəticəsində qızdırıldıqda əldə edilir: V 2 O 5 + 2 H 2 → < 1000 o C V 2 O 3 + 2 H 2 O {\displaystyle {\mbox{V}}_{2}{\mbox{O}}_{5}+2{\mbox{H}}_{2}\ {\xrightarrow {<1000^{o}C}}{\mbox{V}}_{2}{\mbox{O}}_{3}+2{\mbox{H}}_{2}{\mbox{O}}} V 2 O 5 + 2 SO 2 → t V 2 O 3 + 2 SO 3 {\displaystyle {\mbox{V}}_{2}{\mbox{O}}_{5}+2{\mbox{SO}}_{2}\ {\xrightarrow {t}}{\mbox{V}}_{2}{\mbox{O}}_{3}+2{\mbox{SO}}_{3}} Güclü reduksiyaedicidir. Termiki davamlığı var, yüksək temperaturda parçalanmır. 2 V 2 O 3 + O 2 → 350 o C 4 V O 2 {\displaystyle {\mathsf {2V_{2}O_{3}+O_{2}\ {\xrightarrow {350^{o}C}}\ 4VO_{2}}}} V 2 O 3 + O 2 → 500 o C V 2 O 5 {\displaystyle {\mathsf {V_{2}O_{3}+O_{2}\ {\xrightarrow {500^{o}C}}\ V_{2}O_{5}}}} Karbon və ya əridilmiş kalsiumla yüksək temperaturda vanadium metalına qədər reduksiya olun bilər: V 2 O 3 + 3 C → 1300 o C 2 V + 3 C O {\displaystyle {\mathsf {V_{2}O_{3}+3C\ {\xrightarrow {1300^{o}C}}\ 2V+3CO}}} V 2 O 3 + 3 C a → 900 − 1350 o C 2 V + 3 C a O {\displaystyle {\mathsf {V_{2}O_{3}+3Ca\ {\xrightarrow {900-1350^{o}C}}\ 2V+3CaO}}} Vanadium (III) oksidi əsası xüsusiyyətləri üstün olduğundan zəif amfoterlik nümayiş etdirir. Beləliklə, turşularda həll olunur və III valentli vanadium duzlarının yaşıl məhlulları alınır, amma qələvilərlə reaksiyaya daxil olmur.

Vanadium (II) sulfat (VSO4) — qeyri-üzvi bir birləşmədir, vanadiumun və sulfat turşusunun duzudur, kristallohidratlar əmələ gətirir – suda həll olan qırmızı-bənövşəyi kristallardı. Vanadium (II) sulfat, məhlulunun diqqətlə qurudulması nəticəsində kristallohidrat şəklində çökür — qırmızı-bənövşəyi kristallardı. VSO4 • n H2O tərkibinin kristallohidratlarını əmələ gətirir, burada n = 6, 7. Vanadium (II) sulfat heptahidrat VSO4 • 7H2O vanadium kuporosu adlanır. Vanadium (V) oksidin sink tozu ilə reduksiya nəticəsində almaq olar: V 2 O 5 + 3 Z n + 5 H 2 S O 4 → 2 V S O 4 + 3 Z n S O 4 + 5 H 2 O {\displaystyle {\mathsf {V_{2}O_{5}+3Zn+5H_{2}SO_{4}\ {\xrightarrow {}}\ 2VSO_{4}+3ZnSO_{4}+5H_{2}O}}} Vanadiy (III) sulfatın sink ilə reduksiya nəticəsində : V 2 ( S O 4 ) 3 + Z n → 2 V S O 4 + Z n S O 4 {\displaystyle {\mathsf {V_{2}(SO_{4})_{3}+Zn\ {\xrightarrow {}}\ 2VSO_{4}+ZnSO_{4}}}} Havada vanadium (II) sulfat oksigenlə asanlıqla oksidləşir: 2 V S O 4 + O 2 → 2 V O S O 4 {\displaystyle {\mathsf {2VSO_{4}+O_{2}\ {\xrightarrow {}}\ 2VOSO_{4}}}} Vanadium (II) sulfat qələvi metal və ammoniumun sulfatları ilə az həll olunan qarışıq duzlar əmələ gətirir M2V(SO4)3 x 6 H2O (M = NH4, K, Rb, Cs). Qələvi məhlulları ilə reaksiyaya daxil olur və qəhvəyi rəngdə vanadium (II) hidroksid əmələ gətirir hansı ki, çöküntü yaradır: V S O 4 + 2 N a O H → V ( O H ) 2 ↓ + N a 2 S O 4 {\displaystyle {\mathsf {VSO_{4}+2NaOH\ {\xrightarrow {}}\ V(OH)_{2}\downarrow +Na_{2}SO_{4}}}} Bu reaksiyanın məhsulu su ilə sürətlə oksidləşərək vanadium (III) hidroksidə çevrilir. Vanadium (II) sulfat reduksiyaedici xüsusiyyətləri nümayiş etdirir. Beləliklə, qalay (II), mis (II), qızıl(III) duzlarının məhlullarından metalları reduksiya edir. Azot turşusu və nitratlar onunla reaksiyaya girdikdə ammonyak və onun törəmələrinə qədər, sulfitlər isə — hidrogen sulfidə qədər reduksiya olunur. Flüor ionlarının iştirakı ilə, vanadium (II) sulfatın reduksiyaedici xüsusiyyətləri artır, çünki üçvalentli vanadium ionlarını güclü flüor komplekslərinə bağlayır.

Vanadium (III) sulfat – kimyəvi formula V2(SO4)3 olan qeyri-üzvi birləşmədir. Vanadium (III) və sulfat turşusunun duzudur. Suda az həll olunan açıq sarı bir maddədir. Vanadium (V) oksidin kükürdlə sulfat turşusunda işləməsi nəticəsində almaq olar: V 2 O 5 + S + 3 H 2 S O 4 → V 2 ( S O 4 ) 3 + 3 H 2 O {\displaystyle {\mathsf {V_{2}O_{5}+S+3H_{2}SO_{4}\ {\xrightarrow {}}\ V_{2}(SO_{4})_{3}+3H_{2}O}}} Vanadium (II) sulfatla vanadium sulfat: V S O 4 + V O S O 4 + H 2 S O 4 → V 2 ( S O 4 ) 3 + H 2 O {\displaystyle {\mathsf {VSO_{4}+VOSO_{4}+H_{2}SO_{4}\ {\xrightarrow {}}\ V_{2}(SO_{4})_{3}+H_{2}O}}} Vanadium sulfatın hidrazinlə reaksiyası: 4 V O S O 4 + N 2 H 4 ∗ H 2 S O 4 + H 2 S O 4 → 2 V 2 ( S O 4 ) 3 + N 2 ↑ + 4 H 2 O {\displaystyle {\mathsf {4VOSO_{4}+N_{2}H_{4}*H_{2}SO_{4}+H_{2}SO_{4}\ {\xrightarrow {}}\ 2V_{2}(SO_{4})_{3}+N_{2}\uparrow +4H_{2}O}}} Reduksiyaedici maddədir. Havaya dözümlüdür, lakin yüksək rütubətdə yaşıl kompleksin[V(H2O)6]3+ meydana gəlməsi sayəsində bir neçə həftəyə yaşıl rəng alır. Suda yavaş həll olunaraq eyni kompleks yaradır. Qələvilərlə, qələvi metal karbonatlarla, ammonium sulfid və ammonyakla reaksiya daxil olaraq vanadium (III) hidroksidin çirkli, yaşıl çöküntüsü əmələ gəlir: V 2 ( S O 4 ) 3 + 6 N a O H → 2 V ( O H ) 3 + N a 2 S O 4 {\displaystyle {\mathsf {V_{2}(SO_{4})_{3}+6NaOH\ {\xrightarrow {}}\ 2V(OH)_{3}+Na_{2}SO_{4}}}} Vakuumda qızdırıldıqda parçalanır: V 2 ( S O 4 ) 3 → t 2 V O S O 4 + S O 2 {\displaystyle {\mathsf {V_{2}(SO_{4})_{3}\ {\xrightarrow {t}}\ 2VOSO_{4}+SO_{2}}}} Неорганическая химия / под ред. Ю.Д. Третьякова. — М.: Академия, 2007. — Т. 3.

Vanadium IV xlorid – qeyri-üzvi birləşmədir, xlorid turşusunun və vanadium metalının duzudur . Vanadium (IV) xlorid tünd qırmızı rəngli bir mayedir.Soyuq su ilə qarışmır, isti su ilə reaksiyaya daxil olur. Etanolda, dietil efirində, xloroformda həll olunur. Nəm havada tüstülənir. Çar arağında həll olması nəticəsində alınır: 3 V + 12 H C l + 4 H N O 3 → 3 V C l 4 ↓ + 4 N O ↑ + 8 H 2 O {\displaystyle {\mathsf {3V+12HCl+4HNO_{3}\ {\xrightarrow {}}\ 3VCl_{4}\downarrow +4NO\uparrow +8H_{2}O}}} Vanadiumun xlorla reaksiyası: V + 2 C l 2 → 200 − 350 o C V C l 4 ↓ {\displaystyle {\mathsf {V+2Cl_{2}\ {\xrightarrow {200-350^{o}C}}\ VCl_{4}\downarrow }}} İnert atmosferdə qızdırıldıqda vanadium (III) xloridin parçalanması: 2 V C l 3 → 400 − 500 o C , N 2 V C l 4 + V C l 2 {\displaystyle {\mathsf {2VCl_{3}\ {\xrightarrow {400-500^{o}C,N_{2}}}\ VCl_{4}+VCl_{2}}}} Dioksivanadium(V)xloridin qatı xlorid turşusunda həll edilməsi nəticəsində: 2 V O 2 C l + 8 H C l → 5 o C 2 V C l 4 + C l 2 ↑ + 4 H 2 O {\displaystyle {\mathsf {2VO_{2}Cl+8HCl\ {\xrightarrow {5^{o}C}}\ 2VCl_{4}+Cl_{2}\uparrow +4H_{2}O}}} Otaq temperaturunda parçalanır: 2 V C l 4 → 2 V C l 3 + C l 2 {\displaystyle {\mathsf {2VCl_{4}\ \xrightarrow {\ } 2VCl_{3}+Cl_{2}}}} Havanın nəmi ilə reaksiyaya girir: V C l 4 + H 2 O → V O C l 2 + 2 H C l {\displaystyle {\mathsf {VCl_{4}+H_{2}O\ {\xrightarrow {}}\ VOCl_{2}+2HCl}}} İsti su ilə reaksiyaya daxil olaraq mavi rəngdə məhlullar yaradır: V C l 4 + 8 H 2 O → 100 o C [ V ( H 2 O ) 5 O ] 2 + + 4 C l − + 2 H 3 O + {\displaystyle {\mathsf {VCl_{4}+8H_{2}O\ {\xrightarrow {100^{o}C}}\ [V(H_{2}O)_{5}O]^{2+}+4Cl^{-}+2H_{3}O^{+}}}} Qatı sulfat turşusu ilə reaksiyaya daxil olaraq qəhvəyi rəngdə heksaxlorvanadium turşusu alınır: V C l 4 + 2 H C l → H 2 [ V C l 6 ] {\displaystyle {\mathsf {VCl_{4}+2HCl\ {\xrightarrow {}}\ H_{2}[VCl_{6}]}}} Qatı azot turşusu ilə oksidləşir: V C l 4 + 2 H N O 3 + H 2 O → V O 2 C l + N O 2 ↑ + 3 H C l {\displaystyle {\mathsf {VCl_{4}+2HNO_{3}+H_{2}O\ {\xrightarrow {}}\ VO_{2}Cl+NO_{2}\uparrow +3HCl}}} Qələvilərlə reaksiyaya daxil olur: V C l 4 + 4 N a O H → V O ( O H ) 2 ↓ + 4 N a C l + H 2 O {\displaystyle {\mathsf {VCl_{4}+4NaOH\ {\xrightarrow {}}\ VO(OH)_{2}\downarrow +4NaCl+H_{2}O}}} Hidrogen və ya vanadiumla reduksiya olunur: V C l 4 + H Z n , H C l 0 → τ V C l 3 + H C l {\displaystyle {\mathsf {VCl_{4}+H_{Zn,HCl}^{0}\ {\xrightarrow {\tau }}\ VCl_{3}+HCl}}} 2 V C l 4 + H 2 → 500 − 600 o C 2 V C l 2 + 2 H C l {\displaystyle {\mathsf {2VCl_{4}+H_{2}\ {\xrightarrow {500-600^{o}C}}\ 2VCl_{2}+2HCl}}} 3 V C l 4 + V → 320 − 400 o C 4 V C l 3 {\displaystyle {\mathsf {3VCl_{4}+V\ {\xrightarrow {320-400^{o}C}}\ 4VCl_{3}}}} Kalium xloridlə reaksiyayı V C l 4 + 2 K C l → 400 o C K 2 [ V C l 6 ] {\displaystyle {\mathsf {VCl_{4}+2KCl\ {\xrightarrow {400^{o}C}}\ K_{2}[VCl_{6}]}}} Vanadium IV xlorid üzvi sintezdə xlorlaşdırıcı maddə kimi istifadə olunur. Рабинович В.А., Хавин З.Я. "Краткий химический справочник" Л.: Химия, 1977 стр. 58 Справочник химика / Редкол.: Никольский Б. П. и др.. — 3-е изд. Химия, 1971. Т. 2.